Mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi
Perbedaan kedua filtrasi tersebut terletak pada spektrum porositas membran yang berakibat juga pada perbedaan kondisi operasionalnya. Proses mikrofiltrasi memisahkan partikel dengan rentang pori 0,1-10 mikrometer terbuat dari bahan membran polimer dan juga keramik. Mikrofiltrasi juga dapat digunakan untuk sterilisasi karena bakteri tertahan di retentate sehingga permeate bebas dari bakteri.
Membran komposit yang ternama adalah keramik dengan kerangka berpori kasar (8 mikrometer) yang dilapisi dengan membran berpori lembut. Membran dan kerangkanya dibuat dari bahan alumina yang secara kimia bersifat stabil dan tahan terhadap tekanan mekanis tetapi rapuh. Membran metal kini juga tersedia di pasar, stabil pada kondisi yang ekstrem ( termal, mekanikal dan kemikal) dan kerapuhannya lebih rendah.
Ultrafiltrasi (UF) memisahkan molekul terutama makromolekul. Membran untuk UF dibuat dari bahan polisulfon asimetrik dan juga dari bahan anorganik komposit karbon zirconia atau komposit alumina. Proses UF digunakan untuk pemisahan atau peningkatan konsentrasi makromolekul atau polimer yang memiliki berat molekul (bm) 300-2 000 000. Tekanan kerja UF lebih tinggi dari MF, tetapi jarang melebihi 6 Bar, dengan rata-rata fluks lebih kecil dari 50 L/m2/jam.
Konfigurasi membran
Konfigurasi filtrasi membran yang dikenal antara lain adalah hollow fibre, tubular dan spiral. Konfigurasi tubular biasanya untuk membran anorganik seperti keramik, karbon atau stainless steel, sedangkan konfigurasi spiral dan hollow fibre dibuat dari bahan polimer organik seperti polipropilen, polisulfon dan lain-lain.
Sistem filtrasi membran menggunakan pengaturan aliran dengan beberapa pilihan :
a. Single pass
b. Multiple pass
c. Multiple pass with feed and bleed
Masing-masing sistem disajikan pada skema, Gambar 2. Pada semua sistem digunakan aliran crossflow yaitu aliran yang sejajar dengan permukaan filter, dengan tujuan agar permukaan membran tidak tertutup oleh endapan partikel yang tidak lolos (memiliki ukuran yang lebih besar dari pori membran). Ada istilah yang biasa digunakan dalam filtrasi membran : permeate yaitu larutan jernih yang lolos dari filtrasi membran, sedangkan retentate yaitu larutan yang tertahan atau tidak dapat melewati filtrasi membran. Fluks adalah jumlah permeate yang dihasilkan dalam sistem filtrasi membran dinyatakan dalam L/m2/jam.
Pada single pass, Gambar 2a. aliran larutan hanya sekali melewati membran yang sama sehingga untuk jumlah feeding yang sama diperlukan luasan membran yang lebih besar. Untuk mengatasi masalah tersebut digunakan sistem multiple pass yang batch, Gambar 2b dan yang continue, Gambar 2c. Pada kedua sistem ini feeding disirkulasi berulangkali sampai perbandingan volume feeding awal dengan retentate (VCR) mencapai angka tertentu (normalnya 10). Nilai VCR dan fluks dipakai sebagai pedoman untuk menilai sistem UF membran, semakin tinggi nilai VCR semakin rendah fluks yang dicapai.
Gambar 2. Sistem single pass (a), multiple pass (b) dan (c)
